JP2005318330A - 圧電振動子 - Google Patents

Abstract

【課題】製品の小型化という市場の要求に沿い、圧電振動子の時事部に使用する導電性接着剤も塗布範囲をごく少量とする必要がある。そのような場合、塗布する際の作業性に優れ、なおかつ性能も安定したものを提供する。
【解決手段】圧電素板が、圧電振動子容器内部の絶縁基板上の導電性パッド上に電極を介在して片持ちの状態で支持されて気密封止される構成の圧電振動子において、絶縁基板側電極もしくは圧電素板側の電極のいずれか一方、または絶縁基板側電極と圧電素板側電極の両方に低温焼成導電性ペーストを塗布し硬化させることにより、導通抵抗も低く、特性ばらつきも抑えられ、なおかつ生産性も向上した圧電振動子を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電振動子に塗布して硬化する導電性接着剤に低温焼成導電性ペーストを用いた圧電振動子に関する。

近年、圧電振動子は圧電素板を圧電振動子内部において、例えば図１のように片持ち支持の状態で、圧電素板の支持構造を構成して気密封止したものが一般的となっている。これは、圧電素板を圧電振動子の絶縁基板上に形成される導電性パッドの上に両持ち支持の状態で支持すると、圧電素板の両端が固定されて、その周波数特性などの主要な特性に悪影響を与えるおそれがあると考えられるからである。

また、先述の圧電振動子を容器の内部に搭載し、加えて半導体部品などからなる 発振回路を搭載した構成の水晶発振器は、より安定な周波数の制御基準信号発生器として、近年では特に移動体通信の端末や基地局、画像処理などの分野での需要が増大し、その用途も急速に拡大している。

一方、最近の傾向では通信分野の伝送系装置等を中核として、その搭載部品についての非常に急激な市場からの小型化や低背化、更に加えて軽量化や低価格化などの要求があるのが現状であるが、そのために先の圧電素板を圧電振動子の容器内部において、片持ち支持の状態で支持構造を構成して気密封止した外形形状をより小さく薄く出来る圧電振動子、及びそれを搭載した小型の圧電発振器を製造することが一般的となってきている。

従来においては、先述の外形形状が出来うるだけ小さく薄い圧電振動子を製造する場合、例えば圧電振動子における圧電素板を絶縁基板上に載置する場合においては絶縁基板の電極上、または圧電素板の側に導電性接着剤や半田ペーストを図５に示されるようにディスペンサーを用いて塗布、もしくはスクリーン印刷をして、更にその絶縁基板の上に圧電素板を載置して、内部が高温の雰囲気となっている炉内を通過させて、先の導電性接着剤や半田ペーストを硬化させ圧電振動子を組み立てていたが、それぞれの製造工程の時間をより短縮する目的から、ディスペンサーを用いて導電性接着剤や半田ペーストを塗布したり、またその後に導電性接着剤や半田ペーストの硬化に要する時間についても、よりそれらの時間を短縮する急速な市場の要求があるのが実際である。
特開２００２−２９９８３３号公報

なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を本件出願時までに発見するに至らなかった。

しかしながら、先述した市場の要求に沿うように、製品の小型化に伴い使用する導電性接着剤の接着剤量も少量塗布とする必要があるが、従来の導電性接着剤である銀（Ag）ペーストでは、ペーストのなかの銀フィラー粒子が大きい為、そのフィラー粒子の大きさに制約されて微小の範囲での塗布が困難と成っているといった問題があった。

また、従来の導電性接着剤である銀（Ag）ペーストでは、そのペーストのなかの銀フィラー粒子が大きい為に、その接着剤の硬化後の導通抵抗が大きく、その結果として圧電振動子のインピーダンスが大きくなるおそれがあるといった問題があった。

また、従来の導電性接着剤である銀（Ag）ペーストのなかの銀フィラー粒子が大きい為に、図５に示されるようなディスペンサーを用いた銀ペーストの塗布を圧電振動子の接続部に行った場合、ディスペンサーの先端のニードル内部でつまりを起こし、その度にディスペンサーの交換保守をして、その結果、製品の効率の良い生産を妨げるおそれがあるといった問題があった。

本発明は、以上のような技術的背景のもとでなされたものであり、従ってその目的は、塗布して硬化する導電性接着剤に低温焼成導電性ペーストを用いた圧電振動子を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、圧電素板が圧電振動子容器内部の絶縁基板上の導電性パッド上に、電極を介在して片持ちの状態で支持されて気密封止される構成の圧電振動子において、絶縁基板側電極もしくは圧電素板側の電極のいずれか一方、または絶縁基板側電極と圧電素板側電極の両方に低温焼成導電性ペーストが塗布されて硬化される圧電振動子であることを特徴とする。

本発明の圧電振動子によれば、従来に比べて低温度での導電性接着剤の接着・硬化を可能とすることが出来、また接着剤の導通抵抗を低く抑えることが出来る為、その結果、圧電振動子のインピーダンスを従来に比べて低くすることが出来る。

また、本発明の圧電振動子によれば、少量の導電性接着剤で接着を行うことが出来、小型の圧電振動子、及び圧電発振器の生産性を著しく向上することが出来る。

また、本発明の圧電振動子によれば、導電性接着剤である低温焼成導電性ペーストをインクジェット印刷することが出来、接着剤の塗布量の管理を細部にわたり行うことが出来、その結果、圧電振動子の特性のばらつきを著しく抑制することが出来る。

また、本発明の圧電振動子によれば、圧電素板への過大な加熱をする必要が無く、従ってその特性に悪影響を及ぼすおそれが無いために従来に比べて著しく歩留まり良く圧電振動子を製造することが出来る。

以下に図面を参照しながら本発明の実施の一形態について説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。

図１は本発明の圧電振動子を側面からみた概略の側面断面図である。即ち、図１は圧電素板１が圧電振動子容器２内部の絶縁基板３上の導電性パッド４上に、電極を介在して片持ちの状態で支持されて気密封止される構成の圧電振動子５において、絶縁基板側電極６もしくは圧電素板側電極７のいずれか一方、または絶縁基板側電極６と圧電素板側電極７の両方に低温焼成導電性ペースト８が塗布されて硬化される圧電振動子を示すものである。ここで導電性接着剤には低温焼成導電性ペースト８が用いられている。

図２は本発明の圧電振動子を搭載した圧電発振器の概略の側面断面図である。即ち、図１の圧電振動子５をその内部に搭載した圧電発振器９を示すものである。図に見られるように圧電発振器９には、圧電振動子５と安定した発振を行うために必要な発振回路１１が内部に搭載されている。導電性接着剤である低温焼成導電性ペーストは先述の圧電振動子５内部の絶縁基板側電極６もしくは圧電素板側電極７のいずれか一方、または絶縁基板側電極６と圧電素板側電極７の両方に塗布されることはもとより、集積回路の形状で搭載されることもある発振回路１１の接続端子との導通部分に使うことも出来、こういった場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。

低温焼成導電性ペースト８はその平均的なフィラー粒子１２の粒径がおおよそ１nmから１００nmの金、銀、または銅などの金属微粒子の表面が図４に示されるように、その金属元素と配位可能な、例えば、アミン、アルコール、チオールといった分散材でその表面が被覆され、同時に樹脂材料である有機溶媒のなかに安定的に分散されたものである。ここで樹脂のような状態の低温焼成導電性ペースト８は一般に250℃以下の温度で硬化させることが出来る。図４での矢印の左側の図は硬化前の樹脂状の低温焼成導電性ペースト８を模式的に示した図であり、同じく図４での矢印の右側の図は低温焼成導電性ペースト８の硬化後のフィラー粒子１２が凝集した様子を示す概略の模式図である。

図３は本発明の圧電振動子５を搭載した別の構成をした圧電発振器９の概略の側面断面図である。ここで、先述したように集積回路の形状で搭載されることもある発振回路部品の接続端子との導通部分に低温焼成導電性ペースト８を使うことも出来、こういった場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。

図４は硬化前の樹脂状の低温焼成導電性ペースト８と、その硬化後のフィラー粒子１２が凝集した低温焼成導電性ペースト８の様子を示す概略の模式図である。低温焼成導電性ペースト８の中に含まれる金属粒子には、金、銀、銅、白金パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、亜鉛、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウム、及びケイ素などがあり、このなかの少なくとも１種類の金属微粒子、または２種類以上の金属微粒子から成る合金の微粒子を低温焼成導電性ペースト８のフィラー粒子として本発明の圧電振動子５に使用するものである。ここで、低温焼成導電性ペースト８以外に銀（Ag）ペースト１４に、先に挙げた金属微粒子のひとつを配合したハイブリッドペーストを圧電振動子５、及びそれを搭載した圧電発振器９に用いても構わない。

図５は従来の銀ペースト１４といった導電性接着剤がディスペンサー１３を用いて圧電振動子５の導電性パッド４上に塗布される様子を示した概略の側面模式図である。

本発明の圧電振動子を側面からみた概略の側面断面図である。 本発明の圧電振動子を搭載した圧電発振器の概略の側面断面図である。 本発明の圧電振動子を搭載した別の構成をした圧電発振器の概略の側面断面図である。 硬化前の樹脂状の低温焼成導電性ペーストと、その硬化後のフィラー粒子が凝集した低温焼成導電性ペーストの様子を示す概略の模式図である。 従来の銀ペーストといった導電性接着剤をディスペンサーを用いて圧電振動子の絶縁基板側電極上に塗布する様子を示した概略の側面模式図である。

符号の説明

１ 圧電素板
２ 圧電振動子容器
３ 絶縁基板
４ 導電性パッド
５ 圧電振動子
６ 絶縁基板側電極
７ 圧電素板側電極
８ 低温焼成導電性ペースト
９ 圧電発振器
１０ 蓋
１１ 発振回路
１２ フィラー粒子
１３ ディスペンサー
１４ 銀ペースト

Claims (1)

1. 圧電素板が圧電振動子容器内部の絶縁基板上の導電性パッド上に、電極を介在して片持ちの状態で支持されて気密封止される構成の圧電振動子において、絶縁基板側電極もしくは圧電素板側の電極のいずれか一方、または絶縁基板側電極と圧電素板側電極の両方に低温焼成導電性ペーストが塗布されて硬化される圧電振動子。

Images